德州儀器SDI解串器LMH0041、LMH0051、LMH0071、LMH0341詳解

在數(shù)字視頻信號(hào)處理領(lǐng)域，德州儀器（TI）的LMH0041、LMH0051、LMH0071和LMH0341 SDI解串器是非常實(shí)用的器件。它們支持3Gbps、HD、SD和DVB - ASI標(biāo)準(zhǔn)，為視頻應(yīng)用提供了強(qiáng)大的功能。今天，我們就來詳細(xì)探討這些解串器的特性、應(yīng)用、電氣參數(shù)以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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特性與應(yīng)用

特性亮點(diǎn)

這些解串器具有諸多出色的特性。首先，它們采用5位LVDS接口，無需外部VCO或時(shí)鐘，這簡化了設(shè)計(jì)并降低了成本。同時(shí)，具備重新時(shí)鐘的串行直通功能，還帶有電纜驅(qū)動(dòng)器，能有效保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。另外，它們擁有掉電模式，支持3.3V SMBus配置接口，采用小型48引腳WQFN封裝，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，適用于各種工業(yè)環(huán)境。

應(yīng)用場景

這些解串器廣泛應(yīng)用于各類SDI接口設(shè)備，如視頻攝像機(jī)、DVR、視頻切換器和視頻編輯系統(tǒng)等。在這些設(shè)備中，它們能準(zhǔn)確地對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行解碼和處理，為后續(xù)的視頻處理和顯示提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵規(guī)格

輸出符合SMPTE 259M - C、SMPTE 292M、SMPTE 424M和DVB - ASI標(biāo)準(zhǔn)。典型功耗在環(huán)路直通禁用、3G數(shù)據(jù)速率時(shí)為590mW，最小輸入抖動(dòng)容限為0.6 UI。

電氣特性

電源電流與功耗

不同數(shù)據(jù)速率和環(huán)路直通狀態(tài)下，2.5V和3.3V電源電流有所不同。例如，在2.97Gbps環(huán)路直通關(guān)閉時(shí)，LMH0341、LMH0041、LMH0071的2.5V電源電流典型值為67mA；環(huán)路直通開啟時(shí)，典型值為99mA。功耗方面，2.97Gbps環(huán)路直通啟用時(shí)，功耗典型值為617mW。

輸入輸出特性

輸入方面，差分輸入電壓范圍為230 - 2200mV，輸入電流在0V < VIN < 2.4V時(shí)為 - 350 - 50μA，輸入終端電阻為84 - 116Ω。輸出方面，LVDS差分輸出電壓為230 - 310mV，輸出短路電流在VOUT = 0V、RL = 100Ω時(shí)為 - 50mA。

開關(guān)特性

LVDS的高低電平轉(zhuǎn)換時(shí)間典型值為300ps，接收器輸出時(shí)鐘周期與數(shù)據(jù)速率有關(guān)，輸出抖動(dòng)峰 - 峰值在70 - 125ps之間。

功能描述

設(shè)備操作

解串器與FPGA配合使用，輸入數(shù)據(jù)通常符合DVB ASI、SMPTE 259M - C、SMPTE 292M或SMPTE 424M標(biāo)準(zhǔn)，通過TI提供的IP進(jìn)行解碼。

電源供應(yīng)

需要連接2.5V和3.3V電源引腳，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐月诽幚怼Ｅ月?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/電容/" target="_blank">電容至少為4.7μF和0.1μF并聯(lián)，每個(gè)電源引腳都要有0.1μF電容。VDDPLL引腳需要連接一個(gè)22μF電容到3.3V電源軌。

上電與復(fù)位

3.3V電源應(yīng)先于2.5V電源上電，設(shè)備有上電復(fù)位序列。復(fù)位方式有自動(dòng)復(fù)位、復(fù)位引腳復(fù)位和軟件復(fù)位三種。

LVDS輸出

LVDS輸出兼容ANSI/TIA/EIA - 644標(biāo)準(zhǔn)，建議PCB走線長度不超過25cm，以減少信號(hào)衰減和通道偏移。

DVB - ASI模式

當(dāng)DVB - ASI引腳置高時(shí)，啟用該模式，內(nèi)部8b10b解碼器需要接收連續(xù)的K28.5字符來初始化和幀化數(shù)據(jù)。

SDI輸入輸出接口

輸入通過多路復(fù)用器選擇，多數(shù)SDI接口需要均衡器。輸出采用電流模式設(shè)計(jì)，需要連接75Ω電阻到2.5V電源軌，以滿足SMPTE標(biāo)準(zhǔn)的輸出回波損耗要求。

SMBus接口

配置總線符合SMBus 2.0規(guī)范，不支持可選的ARP功能，I/O軌為3.3V，不支持5V。通過SMBus可以方便地對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置和控制，如讀寫寄存器等操作。

GPIO引腳

解串器有三個(gè)GPIO引腳，可配置為直接訪問某些寄存器值。例如，可用于監(jiān)控輸入信號(hào)狀態(tài)、提供時(shí)鐘信號(hào)等。通過對(duì)相關(guān)寄存器的配置，可以靈活地使用這些引腳。

設(shè)計(jì)建議

PCB布局

在PCB布局時(shí)，要遵循均衡器數(shù)據(jù)手冊的建議，將解串器放置在均衡器和FPGA之間。如果使用環(huán)路直通輸出，解串器應(yīng)靠近輸出BNC連接器，均衡器靠近輸入BNC連接器。同時(shí)，要注意控制走線長度和阻抗匹配，減少信號(hào)干擾和衰減。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

盡量為每個(gè)電源分配一個(gè)完整的層，使用表面貼裝元件，將旁路電容靠近電源引腳。避免接地環(huán)路和接地平面的不連續(xù)性，確保差分走線長度匹配。

總結(jié)

德州儀器的LMH0041、LMH0051、LMH0071和LMH0341 SDI解串器在數(shù)字視頻信號(hào)處理方面表現(xiàn)出色。它們的豐富特性和廣泛應(yīng)用場景，為工程師們提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)工具。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們需要充分了解其電氣特性和功能，遵循合理的設(shè)計(jì)建議，才能發(fā)揮出這些解串器的最佳性能。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。